高中物理 問題原型與延伸 專題1.1 速度學(xué)案 新人教版必修1.doc

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專題1.1 速度 ?知識(shí)點(diǎn)撥 1、速度 (1)速度的定義 物理學(xué)中用位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，這就是速度。 速度υ等于位移△x與發(fā)生這段位移所用時(shí)間△t的比值：v=△x/△t (2)速度的物理意義 速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。 (3)速度的符號(hào)和單位 符號(hào)：υ 單位：在國(guó)際單位制中是米每秒，符號(hào)是m/s或ms－1，常用的單位還有千米每時(shí)（km/h或kmh－1）等。 (4)速度是矢量而非標(biāo)量，其運(yùn)算遵循平行四邊形定則。 (5)速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向。 2、平均速度和瞬時(shí)速度 (1)平均速度 在變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值，叫做這段時(shí)間內(nèi)（或這段位移內(nèi)）的平均速度。 平均速度只是粗略的描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢?！鱰 越小，平均速度越接近質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的真實(shí)速度，描述越精確。 對(duì)于變速直線運(yùn)動(dòng)，不同時(shí)間內(nèi)（或不同位移上）的平均速度的值可能不一樣。所以提到平均速度必須要指明是哪一段時(shí)間或哪一段位移內(nèi)的平均速度。 平均速度是矢量，方向與這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移方向相同。 平均速度概念與速度的平均值概念是完全不相同的。 (2)瞬時(shí)速度 由于υ=△x/△t，若△t越小，則描述越精確；想象△t非常小時(shí)，可以認(rèn)為此時(shí)的平均速度△x/△t就是瞬時(shí)速度。 定義： 運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻(或某一位置)的速度。 瞬時(shí)速度能對(duì)變速運(yùn)動(dòng)做精確描述。 瞬時(shí)速度是矢量，方向是軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向（與軌跡在該點(diǎn)的延伸方向一致）。 【原型】求運(yùn)動(dòng)物體的速度 在倫敦奧運(yùn)會(huì)中，牙買加選手博爾特是公認(rèn)的世界飛人，在男子100m決賽和男子200m決賽中分別以9.63s和19.32s的成績(jī)獲得兩枚金牌。關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是( ) A.200m決賽中的路程是100m決賽的兩倍 B.200m決賽中的平均速度約為10.35m/s C.100m決賽中的平均速度約為10.38m/s D.100m決賽中的最大速度約為20.76m/s 解析：200m決賽路徑是曲線，指路程，A正確。由于200m決賽的位移x1<200m，故B錯(cuò)誤。100m決賽的平均速度2＝＝m/s≈10.38m/s，故C正確。100m決賽中的最大速度無法求得，故D錯(cuò)誤。 ★點(diǎn)評(píng)：計(jì)算平均速度要緊扣定義。 變型1、求兩特殊時(shí)間段內(nèi)的平均速度 【延伸1】物體做直線運(yùn)動(dòng)，前一半時(shí)間的平均速度是30米/秒，后一半時(shí)間的平均速度是60米/秒，則物體在整個(gè)時(shí)間中的平均速度為多少？ 變型2、求兩特殊位移段內(nèi)的平均速度 【延伸2】一物體做同向直線運(yùn)動(dòng)，前一半路程以速度v1勻速運(yùn)動(dòng)，后一半路程以速度v2勻速運(yùn)動(dòng)，則該物體的平均速度為______。 解析：設(shè)總位移為2x，則 前一半位移所用時(shí)間為：t1= 后一半位移所用時(shí)間為：t2= 平均速度為：v== ★點(diǎn)評(píng)：解決本題應(yīng)先根據(jù)題意畫出情境圖。 變型3、利用圖像求平均速度 【延伸3】某同學(xué)星期天上午9時(shí)，從學(xué)校騎自行車出發(fā)，沿平直公路去拜訪甲、乙兩名同學(xué)，下午1時(shí)結(jié)束拜訪開始沿原路返回，下午2時(shí)回到學(xué)校，整個(gè)過程他騎車走了三段位移，其位移—時(shí)間圖象如圖所示，則在這三段運(yùn)動(dòng)過程中，他騎車的速度分別為v1＝________，v2＝________，v3＝________。 解析：由xt圖象知第一階段的速度v1＝＝15 km/h 第二段的速度v2＝＝15 km/h 第三段的速度v3＝＝－30 km/h。 ★點(diǎn)評(píng)：求平均速度必須指明是哪一段時(shí)間或哪一段位移的平均速度。 ?跟蹤練習(xí)： 1．有關(guān)瞬時(shí)速度、平均速度、平均速率，以下說法正確的是（ ）。 A．瞬時(shí)速度是指物體在某一位置或某一時(shí)刻的速度 B．平均速度是物體在一段時(shí)間內(nèi)位移與所用時(shí)間的比值 C．做變速運(yùn)動(dòng)的物體，平均速率就是平均速度的大小 D．物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，平均速度是指物體通過的路程與所用時(shí)間的比值 2．2009年12月11日，在香港東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)男子110米欄決賽中，飛人劉翔以13秒66的成績(jī)奪得冠軍，繼2001年在日本大阪和2005年在中國(guó)澳門之后，在東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)上實(shí)現(xiàn)三連冠。劉翔之所以能夠取得冠軍，取決于他在110米中（ ）。 A．某時(shí)刻的瞬時(shí)速度大 B．撞線時(shí)的瞬時(shí)速度大 C．平均速度大 D．起跑時(shí)的速度大 3．甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)向右為正，甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2 m/s，乙質(zhì)點(diǎn)的速度為－4 m/s，則可知（ ）。 A．乙質(zhì)點(diǎn)的速率大于甲質(zhì)點(diǎn)的速率 B．因?yàn)椋?>－4，所以甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度 C．這里的正、負(fù)號(hào)的物理意義是表示運(yùn)動(dòng)的方向 D．若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)，則10 s后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距60 m 4．某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先測(cè)量出出發(fā)地和目的地在地圖上的直線距離為9 km，從出發(fā)地到目的地用了5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)值增加了15 km，當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)時(shí)，車內(nèi)速度計(jì)指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是（ ）。 A．在整個(gè)過程中賽車手的平均速度是108 km/h B．在整個(gè)過程中賽車手的平均速度是180 km/h C．在整個(gè)過程中賽車手的平均速率是108 km/h D．經(jīng)過路標(biāo)時(shí)的瞬時(shí)速度是150 km/h 5．如圖所示為甲、乙兩物體相對(duì)于同一參考系的xt圖象，下面說法正確的是（ ）。 A．甲、乙兩物體的出發(fā)點(diǎn)相距x0 B．甲、乙兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．甲物體比乙物體早出發(fā)的時(shí)間為t1 s D．甲、乙兩物體向同方向運(yùn)動(dòng) 6．在2009年第12屆世界田徑錦標(biāo)賽上，牙買加閃電博爾特以9.58 s的成績(jī)刷新男子100 m世界紀(jì)錄，以19.19 s的成績(jī)刷新男子200 m世界紀(jì)錄，他也成為歷史上第一個(gè)在奧運(yùn)會(huì)、世錦賽上同時(shí)以打破世界紀(jì)錄的方式奪得男子100 m、200 m冠軍的運(yùn)動(dòng)員。關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是（ ）。 A．200 m決賽中的位移小于100 m決賽中位移的兩倍 B．200 m決賽中的平均速度約為10.42 m/s C．100 m決賽中的平均速度約為10.44 m/s D． 100 m決賽中的最大速度約為20.64 m/s 7．一質(zhì)點(diǎn)的xt圖象如圖所示，在O～t1時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做________直線運(yùn)動(dòng)，在t1～t2時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)________，在t2～t3時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做________直線運(yùn)動(dòng)，在O～t1時(shí)間內(nèi)的速度方向和t2～t3時(shí)間內(nèi)的速度方向________（填“相同”或“相反”）。 8．某同學(xué)星期天上午9時(shí)，從學(xué)校騎自行車出發(fā)，沿平直公路去拜訪甲、乙兩名同學(xué)，下午1時(shí)結(jié)束拜訪開始沿原路返回，下午2時(shí)回到學(xué)校，整個(gè)過程他騎車走了三段位移，其位移—時(shí)間圖象如圖所示，則在這三段運(yùn)動(dòng)過程中，他騎車的速度分別為v1＝________，v2＝________，v3＝________。 9．一質(zhì)點(diǎn)在x軸上只朝著x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表，則此質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后： t/s 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 x/m 2 4 6 8 8 8 12 16 20 24 （1）質(zhì)點(diǎn)在前10 s內(nèi)的位移、路程各為多大？ （2）質(zhì)點(diǎn)在8 s末的瞬時(shí)速度為多大？ （3）質(zhì)點(diǎn)在0到18 s這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為多大？ 10．如圖所示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片。該照片經(jīng)放大后分析出，在曝光時(shí)間內(nèi)，子彈影像前后錯(cuò)開的距離約為子彈長(zhǎng)度的1%～2%。已知子彈飛行速度約為500 m/s，由此可估算出這幅照片的曝光時(shí)間大約是多少？ 答案與解析： 早出發(fā)時(shí)間為t1 s，C對(duì)；甲、乙圖線的斜率分別為負(fù)值和正值，表明甲向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，乙向正方向運(yùn)動(dòng)，甲、乙運(yùn)動(dòng)方向相反，D錯(cuò)。 6．AC 解析：100 m決賽的跑道是直線，200 m決賽的跑道是曲線，200 m決賽中位移小于100 m決賽中位移的兩倍，A正確；平均速度為位移與時(shí)間的比值，C選項(xiàng)正確；B選項(xiàng)中的數(shù)值為路程與時(shí)間的比值，不是平均速度(是平均速率)；由題中的信息不能計(jì)算出100 m決賽中的最大速度，D錯(cuò)誤。 7．勻速 靜止 勻速 相反 8．15 km/h 15 km/h －30 km/h